Ing. Tahis Vilaín, M.Sc.

Lapso 2015-I

Se llama operación unitaria a una parteindivisible de cualquier proceso detransformación, sea

, de una materia prima enotro producto de características diferentes.

PROCESO

UNIDAD DE PROCESO

Flujo de

Entrada

Flujo de

salida

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE

LOS PROCESOS

• En todo tipo de ingeniería se requiere de planos que especifiquen

tamaños, formas, conexiones y corrientes. Estos planos sirven para

calcular, construir o cotizar equipos o procesos.

• Los planos reciben el nombre de diagramas de flujo cuando

representan la secuencia u operaciones que se llevan a cabo para

fabricar cierto producto.

• En los diagramas de flujo se dibujan los equipos mayores de un

proceso, y las corrientes que entran y salen de estos equipos.

DIAGRAMA DE FLUJO

Proceso de

Curtiembre

Flujogramas de Procesos

OPERACIONES UNITARIAS

OPERACIONES UNITARIAS

INTERCAMBIADORES DE CALOR

AERORREFRIGERANTES

ACUMULADORES DE CALOR

EL MEZCLADO

MEZCLADOR

El éxito de muchos procesos industriales depende de la

eficaz agitación y mezclado de los fluidos

MEZCLADO AGITACIÓN=Movimiento inducido de

un material en forma

específica dentro de un

contenedor

Distribución al azar de

dos o mas fases.

Homogeneizar

Ejemplo: un tanque con agua fría puede ser

agitado pero no mezclado

Tanques de Agitación

Rodete de Flujo axial

Tipos de rodetes

Rodete de Flujo radial o tangencial

Mezcladores

DESTILACIÓN

Alimentación Destilado

Condensado

Desperdicio

Separación de líquidos miscibles por diferencia en

sus puntos de ebullición

Destilación

Alambique

CRISTALIZACIÓN

Mezcla

final

Cristales

de Soluto

Sustancia

Cristalina

Mezcla

Solubilidad:

Propiedad física variable.

100 g de Agua a 100 ºC puede disolver:

• 952 g de AgNO3

Ejemplo:

100 g de Agua a 20 ºC puede disolver:

• 222 g de AgNO3

• 0,003 g de AgCO3

• 0,00002 g de AgBr

Temperatura

CRISTALIZACIÓN

EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

EXTRACTOR

Mezcla líquidaAgua+Acetona

SolventeMIBK

ExtractoAcetona+MIBK

Refino

Agua

Separación de líquidos miscibles por diferencia de solubilidad de uno de sus

componentes (generalmente el soluto) con un solvente extractor

Regla de Fases de Gibbs para un

sistema en equilibrio

GL= 2 + C - Π

Ley de Nernst: Un soluto que se

adiciona a una mezcla de dos líquidos

inmiscibles entre sí, se distribuye

solubilizándose en cada uno de los

líquidos

Coeficiente de Partición o de

Distribución K

Método Gráfico

Solvente T (ºC) K

Benceno25 14.40

50 15.50

Metilciclohexano25 2.05

50 3.41

Nitrobenceno 25 18.89

Tolueno 25 12.91

K para solventes extractores para la Anilina

EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

ABSORCIÓN

Gas Entrada

Solvente

Gas

salida

Solvente + componente

no deseado

ADSORCIÓN

Adsorbente

(Sólido)

Gas o líquido Gas Purificado

ADSORCIÓN

Características:

•Superficie específica y porosidad del sólido

•Tamaño de partícula

•Tamaño, estructura y distribución de los

poros

SECADO

Secador

Muestra Húmeda

Agua Extraída

Material

Seco

SECADO

HUMIDIFICACIÓN

Aire

Entrada

Seco

Aire

Húmedo

Agua de

Repuesto

Salida

Tipos de Operaciones Unitarias.

Físicas: Son los métodos de tratamiento en los cualespredomina la aplicación de fuerzas físicas.

Ejemplos en el área ambiental: desbaste, desarenadores, sedimentadores,flotación, floculación, filtros, centrifugación, destilación, evaporación,extracción con solventes, ósmosis inversa, adsorción con carbón activado,desorción térmica, ciclones, filtros de manga, precipitadoreselectrostáticos, lavadores con líquido.

Tipos de Operaciones Unitarias. Químicas: Son los métodos de tratamiento en los cuales

la eliminación o conversión de los contaminantes esprovocado por la adición de productos químicos o porotras reacciones químicas.

Ejemplo: precipitación; adsorción, desinfección con cloro,dióxido de cloro, cloruro de bromo, con ozono y con rayosultravioletas; decloración, neutralización, hidrólisis,fotólisis, oxidación-reducción y deshalogenación, Laoxidación térmica regenerativa, oxidación térmicarecuperativa, oxidación catalítica, adsorción en carbónactivo y la rotoconcentración con zeolitas.

Los aspectos estrictamente químicos de estos procesos se estudian en un campo

paralelo denominada cinética de reacción o ingeniería de las reacciones químicas.

Tipos de Operaciones Unitarias.

Biológicas: Son los métodos de tratamiento en los cualesse consigue la eliminación de contaminantes por mediode la actividad biológica.

Ejemplos: procesos aerobios, procesos anaerobios, procesosanóxicos, combinados, lagunaje, fitorremediación in situ,fitoextracción, rizofiltración, fitodegradación,fitovolatilización, biolavadores, filtros de escurrimiento,biofiltros.